在 C++ 编程中,输入输出(I/O)操作是与用户和外部设备进行数据交互的关键环节。无论是从键盘获取用户输入,还是将程序结果输出到屏幕或文件,都离不开输入输出功能。本教程将深入介绍 C++ 中基础的输入输出操作,帮助你快速掌握这一重要部分。
一、标准输入输出流对象
C++ 标准库提供了iostream
头文件,其中定义了std::cout
(标准输出流对象)用于向控制台输出数据,std::cin
(标准输入流对象)用于从控制台读取数据。
(一)使用std::cout
输出
cpp
#include <iostream>
int main() {
// 输出字符串
std::cout << "欢迎来到 C++输入输出的世界!" << std::endl;
// 输出变量
int num = 10;
std::cout << "变量 num 的值为:" << num << std::endl;
// 输出表达式结果
int sum = 5 + 3;
std::cout << "5 + 3 的结果是:" << sum << std::endl;
return 0;
}
在上述代码中,<<
是输出运算符,它可以将多个数据依次输出。std::endl
表示换行,相当于\n
,用于在输出后换行。
(二)使用std::cin
输入
cpp
#include <iostream>
int main() {
int age;
std::cout << "请输入您的年龄:";
// 从控制台读取一个整数并存储到 age 变量中
std::cin >> age;
std::cout << "您输入的年龄是:" << age << std::endl;
return 0;
}
>>
是输入运算符,它会等待用户在控制台输入数据,并将输入的数据存储到指定的变量中。这里要注意,std::cin
会根据变量的类型自动转换输入的数据类型,但如果输入的数据类型与变量不匹配,可能会导致错误结果。
二、输入输出格式控制
C++ 提供了多种方式来控制输入输出的格式,使输出结果更加美观和符合需求。
(一)设置宽度
可以使用setw
函数(需要包含<iomanip>
头文件)来设置输出数据的宽度。
cpp
#include <iostream>
#include <iomanip>
int main() {
int num1 = 12, num2 = 1234;
std::cout << std::setw(6) << num1 << std::endl;
std::cout << std::setw(6) << num2 << std::endl;
return 0;
}
上述代码中,setw(6)
将输出宽度设置为 6。如果数据宽度小于设置的宽度,会在左侧填充空格;如果数据宽度大于设置的宽度,则按实际宽度输出。
(二)设置精度
对于浮点数输出,可以使用setprecision
函数来设置精度。
cpp
#include <iostream>
#include <iomanip>
int main() {
double num = 3.1415926;
std::cout << std::setprecision(4) << num << std::endl;
return 0;
}
这里setprecision(4)
将浮点数的精度设置为 4,即输出小数点后 4 位数字。
(三)进制输出
可以使用std::hex
(十六进制)、std::oct
(八进制)、std::dec
(十进制)来控制整数的进制输出。
cpp
#include <iostream>
int main() {
int num = 255;
std::cout << "十进制:" << std::dec << num << std::endl;
std::cout << "十六进制:" << std::hex << num << std::endl;
std::cout << "八进制:" << std::oct << num << std::endl;
return 0;
}
三、输入输出流的状态检查
在进行输入操作时,可能会出现错误情况,如输入不合法等。可以通过检查输入流的状态来判断输入是否成功。
cpp
#include <iostream>
int main() {
int num;
std::cout << "请输入一个整数:";
std::cin >> num;
if (std::cin.good()) {
std::cout << "输入成功,您输入的整数是:" << num << std::endl;
} else {
std::cout << "输入错误!" << std::endl;
// 清除错误状态
std::cin.clear();
// 忽略缓冲区中剩余的字符
std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
}
return 0;
}
std::cin.good()
函数用于检查输入流是否处于正常状态。如果输入错误,可以使用std::cin.clear()
清除错误状态,并使用std::cin.ignore()
忽略缓冲区中可能残留的错误输入数据。